專利名稱：保護(hù)用于產(chǎn)生euv輻射和/或軟x射線的輻射源對抗短路的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及保護(hù)用于產(chǎn)生極遠(yuǎn)紫外輻射(EUV )和/或軟X射線的 輻射源對抗短路的方法，所說輻射源借助電操作放電產(chǎn)生所說的極遠(yuǎn)紫 外輻射和/或軟X射線，所說電操作放電是在放電空間中至少兩個電極 之間的蒸汽中點火，其中所說蒸汽是從金屬熔體產(chǎn)生的，所說金屬熔體 加到所說放電空間中的一個表面上，并且至少部分地由能量束具體來說 由激光束蒸發(fā)，所說輻射源在所說的電極之間和/或電連接到所說電極 的部件之間具有一個或幾個小的間隙。
背景技術(shù)：
發(fā)射極遠(yuǎn)紫外輻射和/或軟X射線的輻射源在極遠(yuǎn)紫外平版印刷 術(shù)(lithography)領(lǐng)域具有特殊的需要。輻射是由脈沖電流產(chǎn)生的熱等離子 體發(fā)射的。至今已知的最強的極遠(yuǎn)紫外輻射源是用金屬蒸汽操作的以產(chǎn) 生所需的等離子體。在WO2005 / 025280 A2中給出了這種極遠(yuǎn)紫外輻 射源的一個例子，通過引用在這里包括WO2005 /025280 A2的內(nèi)容。 在這種已知的輻射源中，從金屬熔體產(chǎn)生金屬蒸汽，所說金屬熔體加到 放電空間中的一個表面上，并且由能量束具體來說由激光束至少部分地 蒸發(fā)。在這種輻射源的一個優(yōu)選實施例中，可轉(zhuǎn)動地安裝兩個電極，形 成在輻射源操作期間轉(zhuǎn)動的電極輪。在轉(zhuǎn)動期間，電極輪浸入含有金屬 熔體的容器中。將脈動的激光束直接引向放電空間中電極之一的表面， 以便從粘連的金屬熔體產(chǎn)生金屬蒸汽并且點火電放電。由大約幾千安培 直到大約10千安培的電流加熱金屬蒸汽，從而激勵期望的電離階段并 且發(fā)射期望波長的光。在這種放電之后，金屬蒸汽冷卻下來并且凝結(jié)在 輻射源部件的冷表面上。
這樣 一 種輻射源的主要問題之 一 是在電極之間和/或在電連接到 電極的部件之間的間隙的保護(hù)。在所述的輻射源中，這樣的部件例如是 兩個容器，兩個容器通過金屬熔體電連接到電極。以較小的距離設(shè)置這 些容器，因為浸入所說容器的電極必須充分靠近才能產(chǎn)生低電感的等離 子體放電。金屬蒸汽的凝聚或者在這個間隙中金屬熔滴(metal dr叩lets) 的淀積能引起短路，極大地限制了輻射源的壽命。在這個意義上，必須 考慮到，在取決于搡作時間的輻射源操作期間，在放電空間中蒸發(fā)了若 干克一直到一千克的金屬，這些金屬隨后凝聚在輻射源的冷部件上。
在上述的WO2005 / 025280 A2中提出在輻射源中設(shè)置保護(hù)元件， 保護(hù)元件至少部分地覆蓋所說間隙，以便避免金屬蒸汽擴(kuò)散到間隙中或 者熔滴淀積在間隙中。這些保護(hù)元件保持在金屬蒸汽在這些元件上發(fā)生 凝聚并且可以流回到容器內(nèi)的溫度。采取這樣的措施雖然輻射源的壽命 可以延長一個或兩個數(shù)量級，但這對于輻射源的商業(yè)應(yīng)用還不夠長。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的 一 個目的是提供用于保護(hù)上述類型的輻射源對抗短路的 方法，使得輻射源具有更長的壽命。
利用根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法來實現(xiàn)這項目的。所說方法的有益 實施例是從屬權(quán)利要求的主題，或者在隨后的描述和實例中公開這些實施例。
本發(fā)明的方法涉及保護(hù)借助電操作放電產(chǎn)生極遠(yuǎn)紫外輻射和/或 軟X射線的輻射源，在放電空間中的至少兩個電極之間的蒸汽中點火所 說電操作放電，其中所說蒸汽是從金屬熔體產(chǎn)生的，所說金屬熔體加到 所i兌;故電空間中的 一個表面上并且至少部分地由能量束具體來說由激 光束蒸發(fā)，所說輻射源在所說的電極之間和/或電連接到所說電極的部 件之間具有一個或幾個小的間隙，當(dāng)金屬蒸汽擴(kuò)散到間隙內(nèi)或者在這里
凝聚時，所說間隙能引起短路。對于能淀積在這些間隙內(nèi)的金屬熔滴， 情況是一樣的。按照本發(fā)明的方法，在輻射源的操作期間，把與所說一 個或幾個間隙相鄰的至少一個表面和/或覆蓋所-說一個或幾個間隙或 者i殳置在所-說一個或幾個間隙里的一個或幾個^f呆護(hù)元件加熱到一個溫 度，在該溫度下所說金屬的蒸汽壓力足夠高以致可以蒸發(fā)凝聚或淀積在 所說表面或保護(hù)元件上的金屬材料。所說表面可以是在小間隙區(qū)中的電 極的表面或者是形成間隙并且電連接到電極的部件的表面。保護(hù)元件可 以是設(shè)置為保護(hù)所說間隙的金屬屏蔽，具體來說是已經(jīng)用在WO2005 / 025280 A2的已知輻射源中的金屬屏蔽。由于這些表面或元件加熱到這 樣高的溫度，金屬蒸汽不會凝聚在這些表面或元件上，并且已經(jīng)淀積的
金屬熔滴可以從這些表面或元件上蒸發(fā)掉，因而在所說表面或元件上不 會生長任何引起短路的材料橋。在下面的描述中，金屬蒸汽和金屬熔滴 也被稱為燃料。
根據(jù)在輻射源中所用的燃料，例如Sn、 In、 Sb、 Te或Li,上述的 表面或元件必須加熱到40CTC和1500。C之間的溫度。優(yōu)選地，上述表面 或元件加熱到所說燃料不發(fā)生凈淀積的溫度。這就是說，在所說表面或 元件上淀積或凝聚的燃料的數(shù)量不隨時間增加。當(dāng)所選的溫度使得在輻
的結(jié)果。在本發(fā)明的方法中，加熱是通過特殊的加熱元件實現(xiàn)的，所說 的加熱元件集成在所說保護(hù)元件和/或電極的表面和/或部件的表面 中。另 一種可能性是使用通過吸收所產(chǎn)生的極遠(yuǎn)紫外輻射和/或軟X射 線引起的加熱效應(yīng)。在這個意義上，應(yīng)該認(rèn)識到，輻射源的部件在一般 情況下是要冷卻的，以便維持略高于輻射源燃料的熔化溫度的溫度。這 個溫度還不足以蒸發(fā)所說燃料。為了在間隙的特定區(qū)域?qū)崿F(xiàn)較高的溫 度，可以減少所說區(qū)域的冷卻，以便利用極遠(yuǎn)紫外輻射和/或軟X射線 的加熱效應(yīng)實現(xiàn)較高的溫度。按照本發(fā)明加熱的表面或元件最好由具有 高熔點的材料如鉬或鴒制成。
如果要對短路進(jìn)行保護(hù)的輻射源還沒有包括保護(hù)元件，按照本方法 在所說輻射源內(nèi)設(shè)置這樣的保護(hù)元件是有益的。這可以例如通過向形成 間隙的兩個部件之一上固定一個凸緣來實現(xiàn)，所說凸緣至少部分地覆蓋 所說間隙的入口。另一種可能性是，在形成間隙的兩個表面之間設(shè)置一 個金屬板，所說金屬板將間隙分成兩個部分。
在本發(fā)明的說明書和權(quán)利要求書中，術(shù)語"包括"不排除存在其它 的元件或步驟，術(shù)語"一個"也不排除存在多個。還有，在權(quán)利要求書 中的任何附圖標(biāo)號不被認(rèn)為是限制了本發(fā)明的范圍。


下面結(jié)合附圖描述本方法的實例，附圖并不限制權(quán)利要求書的范 圍，這些附圖是
圖1是可應(yīng)用于本方法的輻射源的示意圖2是形成間隙的輻射源的兩個部件的示意圖3是形成用保護(hù)元件覆蓋的間隙的輻射源的兩個部件的示意圖4是表示形成間隙的輻射源的兩個部件的另一個實例的示意圖， 其中設(shè)置有一個保護(hù)元件。
具體實施例方式
圖1表示可應(yīng)用于本方法的輻射源的示意性側(cè)視圖。這個輻射源包
括兩個電極1、 2,它們設(shè)置在可預(yù)先確定氣體壓力的一個放電空間內(nèi)。 可轉(zhuǎn)動地安裝圓盤形電極1、 2,即在操作期間電極l、 2可以圍繞轉(zhuǎn)軸 3轉(zhuǎn)動。在轉(zhuǎn)動期間，電極l、 2部分地浸入對應(yīng)的容器4、 5中。這些 容器4、 5中的每一個都包含金屬熔體6，在當(dāng)前的情況下是液態(tài)錫。金 屬溶體的溫度保持在約300°C，即略高于錫的熔點23(TC。通過與所說 容器相連的加熱裝置或冷卻裝置(圖中未示出)將容器4、 5中的金屬 熔體維持在上述操作溫度。在轉(zhuǎn)動期間，液態(tài)金屬使電極l、 2的表面 濕潤，從而在所說電極上形成一個液態(tài)金屬膜。借助刮削器(skimmer) ll控制在電極l、 2上的液態(tài)金屬的層厚度。經(jīng)過金屬熔體6向電極1、 2提供電流，金屬熔體6經(jīng)過絕緣的饋通(feedthrough)8連接到電容器組 7。
在兩個電極之間的最窄點的電極1、 2之一上聚焦激光脈沖9。結(jié) 果，定位在電極1、 2上的一部分金屬膜蒸發(fā)并且在電極間隙上方橋接 在一起。這將導(dǎo)致在這一點的擊穿放電和來自電容器組7的極大電流。 這個電流將金屬蒸汽或燃料加熱到使金屬蒸汽或燃料電離并在收縮等 離子體15內(nèi)發(fā)射期望的極遠(yuǎn)紫外輻射的這樣的高溫。
為了防止燃料從輻射源逃逸，在輻射源的前方設(shè)置一個碎片減緩 (debris mitigation )單元10。這個碎片減緩單元允許離開輻射源的輻射 直接通過，但在其離開輻射源的路徑上保留大量的碎片顆粒。為了避免 污染輻射源的外殼，在電極l、 2和輻射源外殼之間設(shè)置一個屏蔽12。
這樣一種輻射源的一個問題是兩個容器4、 5必須設(shè)置得非常接近，
致極遠(yuǎn)紫外輻射燈的短路。為了避免在如圖1中所示的已知的燈中的這 種短路，在兩個容器之間的間隙中設(shè)置一個金屬屏蔽13，所說金屬屏蔽 13覆蓋所說間隙以減少燃料擴(kuò)散到所說間隙內(nèi)。盡管有這樣一個保護(hù)元 件，也不可能完全抑制這種擴(kuò)散。因此，燃料能凝聚或淀積在兩個金屬 容器4、 5之間的間隙中，或者在圖1所示的設(shè)備的情況下，例如能凝
聚或淀積在每個容器4、 5和金屬屏蔽13之間，由此導(dǎo)致燈的短路。
通過對于這樣一種輻射源應(yīng)用本發(fā)明的方法，就可以避免這種短
路。圖2表示的是這種輻射源的兩個部件的非常示意性的圖，在這種情 況下這兩個部件就是所說的兩個容器4、 5。輻射源的等離子體放電15 的金屬蒸汽或金屬熔滴14能淀積在這些容器4、 5的表面上，橋接這兩 個部件之間的間隙17。避免在所說表面上出現(xiàn)凝聚的一種可能性是，加 熱鄰接所說間隙17的這些表面中的一個或兩個到一個溫度，在這個溫 度用于產(chǎn)生等離子體的燃料的蒸汽壓力足夠地高，以致可以蒸發(fā)所說的 燃料。通過圖2中示意地表示的特殊加熱元件19,或者通過對于容器4、 5的這些表面進(jìn)行效率較低的冷卻，都可以實現(xiàn)這種加熱。然后，通過 所產(chǎn)生的極遠(yuǎn)紫外輻射將所說的表面加熱到一個較高的溫度，這個較高 的溫度比必須保持在略高于燃料熔化溫度的其余的容器表面的溫度
vt)。
圖3表示應(yīng)用本方法的另一個實例。在這種情況下，將金屬凸緣16 固定到容器4、 5之一上，借此可以覆蓋容器之間的間隙17。由于這種 覆蓋，較少的燃料能進(jìn)入容器4、 5之間的間隙7中。另外，由于凸緣 16加熱到燃料不會在所說凸緣上發(fā)生凝聚的足夠高的溫度，所以不會發(fā) 生在凸緣16和鄰近的容器5之間的短路。
圖4表示本方法的另一個實例，其中在兩個容器4、 5之間設(shè)置一 個金屬板18。將這個金屬板加熱到燃料不會在這個金屬板上凝聚的溫 度。由于這種加熱，進(jìn)入間隙17的燃料的金屬蒸氣或金屬熔滴14不可 能生長形成在容器4、 5和金屬板18之間的短路橋。例如通過圖1的金 屬屏蔽13可形成這樣一種金屬板18。按照本發(fā)明，然后將這個金屬屏 蔽13加熱到上述溫度，從而可以避免燃料的凝聚。
在當(dāng)前實例中已經(jīng)參照圖l所示的容器4、 5說明了該方法。盡管 如此，本方法還可以應(yīng)用到與電極電連4妄并且形成這樣一種小的間隙的 其它部件上。此外，在加熱保護(hù)元件時，還可能附加地加熱電極或部件 的相鄰的表面。在每一種情況下，加熱本身可以利用普通加熱裝置(如 加熱金屬絲、加熱元件)來實現(xiàn)，通過輻射源本身的輻射加熱來實現(xiàn)， 或者通過附加的輻射源的輻射來實現(xiàn)。所i兌的加熱只在可能引起短^^的 間隙區(qū)域內(nèi)局部進(jìn)4亍。
附圖標(biāo)記列表 1電極 2電極
3轉(zhuǎn)軸
4 容器5 容器
6金屬熔體
7電容組
8饋通
9激光脈沖
IO碎片減緩單元
11刮削器
12屏蔽
13金屬屏蔽
14金屬蒸氣/金屬熔滴
15收縮等離子體
16凸緣
17間隙
18金屬板
19加熱元件
權(quán)利要求
1、一種保護(hù)用于產(chǎn)生極遠(yuǎn)紫外輻射(EUV)和/或軟X射線的輻射源對抗短路的方法，所說輻射源借助電操作放電產(chǎn)生所說的極遠(yuǎn)紫外輻射和/或軟X射線，在放電空間中的至少兩個電極(1、2)之間的蒸汽中點火所說電操作放電，其中所說蒸汽是由金屬熔體(6)產(chǎn)生的，所說金屬熔體加到所說放電空間中的一個表面上并且至少部分地由能量束具體來說由激光束來蒸發(fā)，所說輻射源在所說的電極(1、2)之間和/或電連接到所說電極(1、2)的部件(4、5)之間具有一個或幾個小的間隙(17)，其特征在于在輻射源的操作期間，把限制所說一個或幾個間隙(17)的至少一個表面和/或覆蓋所說一個或幾個間隙(17)或者設(shè)置在所說一個或幾個間隙(17)里的一個或幾個保護(hù)元件(16、18)加熱到一個溫度，在該溫度下，所說金屬的蒸汽壓力足夠高以致可以蒸發(fā)凝聚在所說表面或保護(hù)元件(16、18)上的金屬材料。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于把所說表面和/或 一個或幾個保護(hù)元件(14、 18)加熱到不發(fā)生任何所說金屬的凈淀積的 溫度。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于把所說表面和/或 一個或幾個保護(hù)元件(16、 18)加熱到超過40(TC的溫度。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于所說一個或幾 個保護(hù)元件(16、 18)是固定到所說電極(1、 2)和/或部件(4、 5)上并且覆蓋所述一個或幾個間隙(n)的凸緣(16)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于所說一個或幾 個保護(hù)元件(16、 l8)是設(shè)置在間隙(17)內(nèi)以將間隙(17)分為兩個 部分的金屬板U8)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于所說表面和/或 一個或幾個保護(hù)元件(14、 18)是通過集成的電加熱元件(19)加熱的。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于所說表面和/ 或一個或幾個保護(hù)元件(14、 18)是通過所說輻射源的所說極遠(yuǎn)紫外輻 射和/或軟X射線加熱的。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于防止在輻射源中短路的方法， 其中在操作期間轉(zhuǎn)動設(shè)置所說的電極(1、 2)和在轉(zhuǎn)動時所說的電極(1、 2)浸入包含金屬熔體(6)的容器中，所說容器代表與所說電極(1、 2)電連接的所說部件(4、 5)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種保護(hù)用于產(chǎn)生極遠(yuǎn)紫外輻射(EUV)和/或軟X射線的輻射源對抗短路的方法。所說方法應(yīng)用所說輻射源，所說輻射源借助電操作放電產(chǎn)生所說的極遠(yuǎn)紫外輻射和/或軟X射線，在放電空間中的至少兩個電極(1、2)之間的蒸汽中點火所說電操作放電，其中所說蒸汽是從金屬熔體(6)產(chǎn)生的，所說金屬熔體加到所說放電空間中的一個表面上，并且至少部分地由能量束(9)蒸發(fā)。在所說的電極(1、2)之間和/或電連接到所說電極(1、2)的部件(4、5)之間，所說輻射源具有一個或幾個小的間隙(17)。當(dāng)蒸發(fā)的金屬在這里凝聚時，這些間隙(17)可能引起短路。按照本發(fā)明的方法，在輻射源的操作期間，把鄰接所說間隙(17)的至少一個表面和/或覆蓋所說間隙(17)或者設(shè)置在所說間隙(17)內(nèi)的一個或幾個保護(hù)元件(16、18)加熱到一個溫度，在該溫度下，所說金屬的蒸汽壓力足夠高以致可以蒸發(fā)凝聚在所說表面或保護(hù)元件上的金屬材料。利用本發(fā)明的方法，可以延長輻射源的壽命。
文檔編號H05G2/00GK101199240SQ200680021512
公開日2008年6月11日 申請日期2006年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月14日
發(fā)明者D·M·沃德雷范格, J·瓊克斯 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司